海洋環(huán)境分析監(jiān)測技術(shù)

陳令新，中國科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所研究員、博士生導(dǎo)師。2003年于中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所獲理學(xué)博士學(xué)位。2004～2009年分別在清華大學(xué)化學(xué)系、漢陽大學(xué)納米生物工程系學(xué)習(xí)和工作。2010年入選中國科學(xué)院“百人計(jì)劃（引進(jìn)國外杰出人才）”。2014年入選“國家百千萬人才工程”，并被授予“有突出貢獻(xiàn)中青年專家”榮譽(yù)稱號(hào)。主要負(fù)責(zé)開展環(huán)境分析監(jiān)測理論研究與在線監(jiān)測技術(shù)研發(fā)工作。

第一部分 海洋環(huán)境監(jiān)測概況

第1章 海洋環(huán)境監(jiān)測概況 3

1.1 海洋環(huán)境監(jiān)測的定義 3

1.1.1 環(huán)境監(jiān)測 3

1.1.2 海洋觀測 4

1.1.3 海洋環(huán)境監(jiān)測 4

1.2 海洋環(huán)境監(jiān)測的對(duì)象 4

1.2.1 海洋水文氣象參數(shù) 4

1.2.2 海洋物理化學(xué)參數(shù) 5

1.2.3 海洋生物參數(shù) 5

1.2.4 海洋放射性參數(shù) 6

1.3 海洋環(huán)境監(jiān)測的類型 6

1.4 海洋環(huán)境監(jiān)測的發(fā)展 7

1.4.1 國際海洋環(huán)境監(jiān)測發(fā)展簡介 7

1.4.2 傳感器技術(shù)在海洋環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用 12

1.4.3 我國海洋環(huán)境監(jiān)測發(fā)展簡介 16

1.4.4 海洋環(huán)境監(jiān)測發(fā)展趨勢 21

參考文獻(xiàn) 24

第二部分 海洋常規(guī)生態(tài)環(huán)境分析監(jiān)測

第2章 海洋水文氣象監(jiān)測 29

2.1 海洋氣象監(jiān)測 29

2.1.1 常規(guī)監(jiān)測方法 31

2.1.2 浮標(biāo)/潛標(biāo)風(fēng)速風(fēng)向監(jiān)測 32

2.1.3 衛(wèi)星風(fēng)速風(fēng)向監(jiān)測 32

2.2 海洋水文監(jiān)測 33

2.2.1 溫、鹽、深監(jiān)測 33

2.2.2 溶解氧/pH/濁度監(jiān)測 37

2.2.3 潮汐/波浪/海流監(jiān)測 41

2.3 海洋水文氣象監(jiān)測發(fā)展趨勢 43

參考文獻(xiàn) 45

第3章 營養(yǎng)鹽分析監(jiān)測 46

3.1 氮的分析檢測 47

3.1.1 比色法 48

3.1.2 分光光度法 48

3.1.3 改進(jìn)的分光光度法 51

3.1.4 紫外光譜法 56

3.1.5 發(fā)光分析法 57

3.1.6 色譜法 62

3.1.7 電化學(xué)法 64

3.1.8 生物傳感器 68

3.2 磷的分析監(jiān)測 71

3.2.1 分光光度法 71

3.2.2 改進(jìn)的分光光度法 72

3.2.3 發(fā)光分析法-熒光法 73

3.2.4 電化學(xué)法 74

3.2.5 色譜法 75

3.3 硅的分析監(jiān)測 76

3.3.1 分光光度法 77

3.3.2 離子色譜法 77

3.3.3 電化學(xué)法 78

3.4 營養(yǎng)鹽同時(shí)在線分析監(jiān)測 78

3.4.1 流動(dòng)注射分析 79

3.4.2 微流體技術(shù) 80

3.4.3 營養(yǎng)鹽原位分析儀 80

參考文獻(xiàn) 83

第4章 葉綠素分析監(jiān)測 89

4.1 實(shí)驗(yàn)室分析方法 89

4.1.1 光譜法 89

4.1.2 色譜法 92

4.2 現(xiàn)場連續(xù)監(jiān)測 96

4.3 遙感法 98

4.3.1 葉綠素機(jī)載激光熒光雷達(dá)監(jiān)測系統(tǒng) 99

4.3.2 葉綠素衛(wèi)星遙感監(jiān)測系統(tǒng) 101

參考文獻(xiàn) 105

第三部分 海洋典型污染物分析監(jiān)測

第5章 重金屬分析監(jiān)測 111

5.1 光學(xué)法 113

5.1.1 原子吸收分光光度法 113

5.1.2 原子熒光分光光度法 116

5.1.3 原子發(fā)射光譜法 117

5.1.4 分光光度法 118

5.1.5 改進(jìn)的分光光度法 124

5.1.6 化學(xué)發(fā)光分析法 127

5.2 電化學(xué)監(jiān)測方法 130

5.2.1 溶出伏安法 131

5.2.2 化學(xué)修飾電極 136

5.2.3 電位分析法 138

5.3 電感耦合等離子體質(zhì)譜法 141

5.4 生物監(jiān)測方法 143

5.4.1 重金屬監(jiān)測指示生物 144

5.4.2 現(xiàn)代生物方法在重金屬監(jiān)測中的應(yīng)用 149

5.5 重金屬快速在線分析監(jiān)測 154

參考文獻(xiàn) 154

第6章 有機(jī)污染分析監(jiān)測 164

6.1 有機(jī)污染物 164

6.1.1 種類與特點(diǎn) 164

6.1.2 污染形式 165

6.1.3 危害 167

6.2 色譜法 167

6.2.1 原理與特點(diǎn) 168

6.2.2 分類 168

6.3 有機(jī)質(zhì)譜法 172

6.3.1 與GC聯(lián)用 173

6.3.2 與LC聯(lián)用 174

6.4 光譜法 175

6.4.1 熒光分析法 175

6.4.2 分光光度法 177

6.4.3 表面增強(qiáng)拉曼光譜法 178

6.4.4 其他分析法 180

6.5 生物毒性檢測 180

6.5.1 作用機(jī)理影響因素 181

6.5.2 檢測類型 183

參考文獻(xiàn) 184

第7章 油類污染分析監(jiān)測 187

7.1 油類污染簡介 187

7.1.1 類型及來源 187

7.1.2 油污特點(diǎn) 188

7.1.3 污染影響機(jī)制 189

7.1.4 危害 190

7.2 化學(xué)監(jiān)測法 191

7.2.1 重量法 192

7.2.2 光學(xué)法 192

7.2.3 其他分析法 197

7.2.4 測定方法比較 199

7.3 遙感法 199

7.3.1 基本計(jì)算方法 200

7.3.2 遙感分析類型 201

7.4 溢油量評(píng)估法 204

7.5 應(yīng)急監(jiān)測與處理 206

7.6 生物修復(fù)法 207

7.7 溢油鑒定與事故防止 209

參考文獻(xiàn) 210

第8章 赤潮毒素分析監(jiān)測技術(shù) 213

8.1 赤潮毒素簡介 213

8.2 生物毒性法 221

8.2.1 傳統(tǒng)生物檢測法 221

8.2.2 免疫學(xué)檢測法 223

8.2.3 細(xì)胞毒性檢測法 227

8.2.4 神經(jīng)受體結(jié)合檢測法 229

8.3 化學(xué)分析法 229

8.3.1 高效液相色譜-紫外檢測法 229

8.3.2 高效液相色譜-熒光檢測法 230

8.3.3 高效液相色譜-質(zhì)譜檢測法 230

8.4 赤潮毒素傳感器 231

8.4.1 細(xì)胞傳感器 231

8.4.2 免疫傳感器 232

8.4.3 表面等離子體共振傳感器 232

8.5 海洋赤潮毒素監(jiān)測系統(tǒng) 233

參考文獻(xiàn) 233

第四部分 環(huán)境總毒性與新型污染物分析監(jiān)測

第9章 環(huán)境總毒素的生物監(jiān)測方法 239

9.1 在線生物監(jiān)測 239

9.2 個(gè)體行為分析監(jiān)測技術(shù) 239

9.2.1 二維行為跟蹤技術(shù) 240

9.2.2 三維多目標(biāo)行為跟蹤 246

9.2.3 應(yīng)用實(shí)例 248

9.3 浮游藻類的自動(dòng)鑒別技術(shù) 249

9.3.1 浮游藻類的檢測方法 249

9.3.2 浮游藻類檢測裝置 251

9.3.3 浮游植物圖像的自動(dòng)識(shí)別技術(shù) 254

9.4 基于行為的環(huán)境總毒素的分析方法 255

9.4.1 水生生物的行為數(shù)據(jù)分析 255

9.4.2 數(shù)學(xué)及計(jì)算分析方法的研究 256

參考文獻(xiàn) 259

第10章 新興污染監(jiān)測 261

10.1 抗生素和抗性基因污染監(jiān)測 261

10.1.1 抗生素概述 261

10.1.2 抗性基因概述 269

10.1.3 抗生素檢測方法 274

10.1.4 抗性基因污染監(jiān)測 276

10.2 納米顆粒污染監(jiān)測 281

10.2.1 概述 281

10.2.2 納米污染檢測方法 285

10.2.3 納米檢測方法展望 295

10.3 放射性污染分析監(jiān)測 296

10.3.1 概述 296

10.3.2 放射性污染檢測方法 298

10.3.3 海洋放射性檢測展望 301

10.4 復(fù)合污染分析監(jiān)測 301

10.4.1 概述 301

10.4.2 復(fù)合污染的檢測技術(shù)及展望 303

參考文獻(xiàn) 303

第五部分 海洋環(huán)境立體監(jiān)測系統(tǒng)

第11章 海洋環(huán)境立體監(jiān)測系統(tǒng) 315

11.1 海洋環(huán)境立體監(jiān)測系統(tǒng)概念 316

11.2 海洋環(huán)境立體監(jiān)測系統(tǒng)基本組成 316

11.3 海洋立體監(jiān)測平臺(tái)建設(shè)及集成技術(shù) 318

11.3.1 天基海洋環(huán)境監(jiān)測平臺(tái) 318

11.3.2 空基海洋環(huán)境監(jiān)測平臺(tái) 325

11.3.3 岸基海洋環(huán)境監(jiān)測平臺(tái) 327

11.3.4 ?；Ｑ蟓h(huán)境監(jiān)測平臺(tái) 331

11.3.5 海底海洋環(huán)境監(jiān)測平臺(tái) 338

11.4 數(shù)據(jù)與信息服務(wù)系統(tǒng)建設(shè) 358

11.4.1 數(shù)據(jù)通信與管理 360

11.4.2 數(shù)據(jù)處理與信息服務(wù) 363

參考文獻(xiàn) 365

第12章 國內(nèi)外海洋立體監(jiān)測系統(tǒng)介紹 371

12.1 全球海洋觀測系統(tǒng)(GOOS)計(jì)劃 371

12.2 全球海洋實(shí)時(shí)觀測網(wǎng) (Argo) 374

12.3 美國近海海洋觀測實(shí)驗(yàn)室 (COOL) 375

12.4 加拿大“海王星”海底觀測網(wǎng) 377

參考文獻(xiàn) 381

第六部分 海洋環(huán)境業(yè)務(wù)化分析監(jiān)測

第13章 我國海洋生態(tài)環(huán)境的業(yè)務(wù)化監(jiān)測 385

13.1 我國海洋環(huán)境業(yè)務(wù)化監(jiān)測概述 385

13.1.1 海洋環(huán)境業(yè)務(wù)化監(jiān)測歷史沿革 385

13.1.2 海洋環(huán)境業(yè)務(wù)化監(jiān)測的特點(diǎn)及分類 388

13.1.3 海洋環(huán)境業(yè)務(wù)化監(jiān)測的目的 389

13.2 我國海洋環(huán)境業(yè)務(wù)化監(jiān)測工作方案 392

13.2.1 業(yè)務(wù)化監(jiān)測工作方案的編制 392

13.2.2 指導(dǎo)思想及總體目標(biāo) 392

13.2.3 業(yè)務(wù)化監(jiān)測工作內(nèi)容 393

13.3 海洋環(huán)境業(yè)務(wù)化監(jiān)測的流程 404

13.3.1 業(yè)務(wù)化監(jiān)測調(diào)查工作 404

13.3.2 業(yè)務(wù)化監(jiān)測實(shí)驗(yàn)分析工作 413

13.4 海洋環(huán)境業(yè)務(wù)化監(jiān)測全過程質(zhì)量控制 424

13.4.1 樣品采集前的準(zhǔn)備工作 424

13.4.2 樣品采集過程的質(zhì)量控制 426

13.4.3 樣品的儲(chǔ)存與運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量控制 429

13.4.4 實(shí)驗(yàn)室分析質(zhì)量控制 430

13.5 我國海洋環(huán)境業(yè)務(wù)化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè) 432

13.5.1 我國海洋環(huán)境業(yè)務(wù)化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系現(xiàn)狀 432

13.5.2 業(yè)務(wù)化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系發(fā)展需求及總體思路 433

參考文獻(xiàn) 435

結(jié)語 展望與挑戰(zhàn)

第14章 海洋環(huán)境分析監(jiān)測展望與挑戰(zhàn) 439

索引 444 2100433B

《海洋環(huán)境分析監(jiān)測技術(shù)》系統(tǒng)介紹了海洋環(huán)境分析監(jiān)測領(lǐng)域的相關(guān)儀器、方法、技術(shù)及發(fā)展動(dòng)態(tài)?！逗Ｑ蟓h(huán)境分析監(jiān)測技術(shù)》主要包括七個(gè)部分：對(duì)海洋環(huán)境監(jiān)測的定義、對(duì)象、類型和發(fā)展趨勢進(jìn)行概述；介紹海洋常規(guī)環(huán)境，包括針對(duì)水文氣象、營養(yǎng)鹽和葉綠素等的監(jiān)測技術(shù)；介紹海洋典型污染物，包括針對(duì)典型重金屬、有機(jī)物、赤潮毒素和油類的分析監(jiān)測技術(shù)；介紹環(huán)境總毒性的生物可視化分析與新型污染物分析監(jiān)測技術(shù)；介紹現(xiàn)代海洋環(huán)境立體監(jiān)測體系的構(gòu)成與平臺(tái)，包括立體監(jiān)測集成系統(tǒng)的基本組成，多元化的監(jiān)測平臺(tái)及數(shù)據(jù)與信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)等，以及國內(nèi)外生態(tài)環(huán)境立體監(jiān)測系統(tǒng)；介紹海洋環(huán)境業(yè)務(wù)化的分析監(jiān)測方案；針對(duì)我國未來海洋環(huán)境分析監(jiān)測所面臨的挑戰(zhàn)，給出了相應(yīng)的解決思路和建議。

包括：陸源排污口鄰近海域監(jiān)測、海水增養(yǎng)殖區(qū)監(jiān)測、海洋傾倒區(qū)監(jiān)測、海洋大氣監(jiān)測、海洋溢油的監(jiān)測。

內(nèi)容簡介

《環(huán)境分析與監(jiān)測實(shí)訓(xùn)》是國家示范性高職院校建設(shè)項(xiàng)目成果?！　董h(huán)境分析與監(jiān)測實(shí)訓(xùn)》共包括實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)、定量化學(xué)分析基本操作、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和附錄。其中實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目部分由11個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目構(gòu)成：自來水水質(zhì)監(jiān)測、天然地表水水質(zhì)監(jiān)測、生活污水水質(zhì)監(jiān)測、工業(yè)廢水水質(zhì)監(jiān)測、工業(yè)廢渣監(jiān)測、土壤污染物監(jiān)測、生物樣品監(jiān)測、交通噪聲監(jiān)測、氟化物測定方法比較、校園大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測綜合設(shè)計(jì)性實(shí)訓(xùn)、室內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測綜合設(shè)計(jì)性實(shí)訓(xùn)等，基本涵蓋了環(huán)境監(jiān)測行業(yè)的重要監(jiān)測項(xiàng)目?！　董h(huán)境分析與監(jiān)測實(shí)訓(xùn)》由企業(yè)一線高級(jí)工程師和高校教師合作完成，在知識(shí)體系的構(gòu)建上更加注重企業(yè)對(duì)人才技能構(gòu)成的需求，著力培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用的職業(yè)技能。授課學(xué)時(shí)為40～100學(xué)時(shí)。　《環(huán)境分析與監(jiān)測實(shí)訓(xùn)》可作為高職高專院校、本科學(xué)校的職業(yè)技術(shù)學(xué)院、成人教育、五年制高職院校分析化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境工程、環(huán)境管理等專業(yè)的教材，也可供相關(guān)專業(yè)科研和生產(chǎn)人員參考。2100433B

質(zhì)量保證是海洋環(huán)境監(jiān)測工作的生命線，是十分重要的技術(shù)工作和管理工作。

本《手冊(cè)》共分5篇11章、附錄A和附錄B。第1篇分析了我國面臨的海洋監(jiān)測任務(wù)，確定了海洋監(jiān)測目標(biāo)。

第2篇根據(jù)海洋監(jiān)測實(shí)驗(yàn)的需要，介紹了實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)知識(shí)和基本操作技能、安全防護(hù)措施和注意事項(xiàng)等。

第3篇引述了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)方法測試中的質(zhì)量保證與質(zhì)量控制，闡明了適合我國國情的海洋監(jiān)測質(zhì)量保證方法、程序和有關(guān)規(guī)定。

第4篇針對(duì)海洋監(jiān)測中出現(xiàn)的問題，討論了各種監(jiān)測方法的影響因素和防玷污措施。規(guī)范了海洋監(jiān)測實(shí)驗(yàn)中質(zhì)量控制方法和程序，規(guī)定了質(zhì)控種類、程序和頻次。

第5篇闡述了監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析、整編和管理，介紹了海洋環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)類型、內(nèi)容和程序，概述了海洋環(huán)境評(píng)價(jià)報(bào)告的編制。

附錄A為國際國內(nèi)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；附錄B為有關(guān)摘要。